Ученые Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» представили революционный полимерно-керамический композит для нейрохирургии. Материал на базе биокерамики из обычной яичной скорлупы создан для надежной фиксации имплантатов и регенерации костных дефектов черепа. Его уникальный состав значительно повышает механическую прочность и улучшает сращивание с живыми тканями.
Преодоление ограничений традиционного "костного цемента"
Широко применяемый в хирургии полиметилметакрилат (ПММА), хотя и прочен, обладает биологической инертностью. Это мешает его полноценной интеграции в костную ткань и ограничивает возможности для восстановления сложных дефектов. Исследователи по всему миру ищут способы усовершенствовать ПММА, чтобы расширить его применение в челюстно-лицевой хирургии, стоматологии и нейрохирургии.
Экологичная инновация: Союз ПММА и природного диопсида
Команда НИТУ «МИСиС» совершила рывок, обогатив полиметилметакрилат добавкой силикатной биокерамики – диопсидом. Этот компонент, добытый из переработанной яичной скорлупы, биосовместим, нетоксичен, стимулирует рост кости (остеогенез) и биодеградирует в организме. Инна Булыгина, магистрант программы «Биоматериаловедение», объясняет: "Яичная скорлупа – кладезь полезных компонентов для костной регенерации. Мы разработали экономичный способ превращения этого биомусора в материал, реально улучшающий жизнь пациентов".
Лабораторные достижения и рекордные показатели
Путем внедрения диопсида в полимерную матрицу (ПММА) был синтезирован пористый композитный материал, как описывает постдок Раджан Чоудхари: "Методом литья в раствор получен композит ПММА-диопсид, с вариацией его доли от 25% до 75%." Масштабные исследования показали, что диопсид содержит ионы (кальций, фосфор, кремний, магний), напрямую влияющие на минерализацию и регенерацию костей. "Образец с 50% диопсида оказался оптимальным. Он продемонстрировал поразительное 4-кратное увеличение прочности по сравнению с чистым ПММА. Лабораторные тесты in vitro подтвердили, что он эффективно стимулирует отложение на своей поверхности костных минералов, а его свойства идеально соответствуют губчатой кости человека", – подчеркивает Чоудхари.
Яркие перспективы и экологичность
Потенциал изобретения огромен: сырье – отходы агропрома и пищепромышленности – доступно и дешево. Раздельный сбор мусора станет ключевым для масштабирования переработки. В настоящий момент научная группа завершает углубленный цикл лабораторных испытаний нового материала. Прорыв открывает путь для создания доступных, высокоэффективных и полностью биосовместимых имплантатов будущего.
Источник: scientificrussia.ru
